机构运动教具的开发与教学
【摘 要】机械结构认识是工程认识课的重要内容。将机构运动教具投入到机械结构认识的理论和实践教学中，开发适合大一学生的训练内容，能够加深学生对理论知识的认识和理解，提高学生的动手能力，激发学生的学习兴趣。
【关键词】工程认识 机械结构 教具 实践教学
【中图分类号】g2 【文献标识码】a 【文章编号】1006－9682（2011）10－0122－01
面向大一学生的工程认识课是公共基础实践环节，是通识性的工程教育。机械结构认识是其中的重要内容，任务是要在很短的时间内（只有8学时）通过教师的理论讲解和学生的实践操作，让学生了解有关常用零件和常用机构方面的基础知识，这与大学二、三年级的机械基础和机械设计有很大的区别。尤其是常用机构的教学内容繁杂且抽象，学生不易理解。根据机械结构认识的教学要求，将机构运动教具投入到理论和实践教学中，开发适合大一学生的训练内容，能够加深学生对理论知识的认识和理解，提高学生的动手能力，激发学生的学习兴趣。 一、前 言
心理学认为：人的思维离不开感知，思维是在感知所提供的大量感性材料的基础上进行的。平面连杆机构在生产中应用非常广泛，可以举出很多工程应用的实例，如家用缝纫机的踏板机构、车
门开闭机构、汽车窗雨刷机构等。实物虽然可见可动，但必须将实物机构简化后才能明显体现出其结构组成。但简化后的机构仅仅是静态的线条组合，从书面难以分析清楚其运动特点，学生不易把实物与简化机构联系起来。利用多媒体课件虽然能将一些黑板教学不容易描述清楚、学生难以理解，甚至于有些是在实验中看不到的现象直观而形象的展示出来。但是，对于工程认识这种与工程实际紧密相连的课程，教学中多媒体课件无论如何不能取代实践性教学环节的作用。［1］
利用机构运动教具进行直观教学，并结合工程认识课的教学内容，开发适合大一学生的训练内容，使学生能够认识和了解常用机构，包括平面连杆机构和间歇运动机构的基本形式和特点。授课时，除了用多媒体形象地展示各种机构的运动外，教师可利用教具在课堂上装配出铰链四杆机构的三种基本形式及常用的演化形式的工作情况，把枯燥的理论通过生动直观的形式进行展现。再通过学生自己动手装配，使学生更深入地了解平面连杆机构、间歇运动机构的形式和特点，提高学生的动手能力，激发学习兴趣，同时初步培养学生的设计思维。 二、教学方案
1．在理论教学中，调整教学内容，增强学生感性认识。 教师可以在课堂上演示各机构形式，增强学生对各机构运动特点的感性认识。例如在讲解铰链四杆机构时演示：把四个杆件中的
不同杆件固定得到的三种基本类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。使学生了解到这三种基本形式与各杆件的长度、机架杆的选择有密切关系。在演示过程中，通过提出问题，引导学生在实践环节自己动手装配时，总结出铰链四杆机构的三种基本形式的形成条件，使学生从感性认识上升到理性认识。在讲解铰链四杆机构的演化形式时演示：在曲柄滑块机构的四个组成构件中，选择不同的构件为固定件演化出其他形式的机构，使学生了解曲柄滑块机构向导杆机构的演化关系，容易理解，加深记忆。 2．在实践教学中，优化训练方案，提高教学质量。 爱因斯坦曾说：“兴趣是最好的老师”。兴趣是促进学生主动学习、探索知识的内在动力。为了激发学生的学习兴趣，在实践环节，还可以让学生自己找出合适的零部件，动手装配各种机构，观察结构由于构件长度的改变所导致的机构演变，引导学生总结出铰链四杆机构的三种基本形式的形成条件或对机构进行创意组合，不但能使学生更深入地了解平面连杆机构、间歇运动机构的形式和特点，提高学生的动手能力，还能接触到一些基本的设计方法。［2］ 在学生自己动手装配前，教师应作好充分的准备，并拟好与教学内容有关的问题，促进学生积极动手，仔细观察，努力思考。完成装配后，学生可能会装配出不同类型的机构。可以让学生测量自己的模型中各杆件的长度，并描述该模型的运动特性；最后归纳总结，引导学生得出曲柄存在的条件，推导出铰链四杆机构的三大类
型即曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构的形成条件，了解其运动规律及特点。学生们对自己动手装配的模型感兴趣，所获得的知识记忆也较深刻。这样，通过自己动手装配模型，既锻炼了动手能力，又激发了他们在动手过程中寻找学习兴趣，进一步夯实了对知识点的掌握。
结束时要求学生根据装配过程中的观察和思考，回答问题，使实践教学获得最佳效果。在实践教学中，教师还应进行耐心指导。 三、教学效果
在理论讲授中，教师可以在课堂上装配出铰链四杆机构的三种基本形式及常用的演化形式的工作情况，演示出死点位置、急回特性、运动不确定的现象等。把枯燥的理论通过生动直观的形式进行展现，使学生产生一种具体的形象思维，在感性认识的基础上掌握知识要点。
实践教学是工程认识课的主要内容，通过学生自己动手装配，使学生深入地了解平面连杆机构和间歇运动机构的形式和特点，加深对理论知识的认识和理解，提高学生的动手能力，激发学习兴趣，同时初步培养学生的设计思维。如平面四杆机构通过改变构件长度；将转动副变换为移动副；选择不同的构件为机架等方法演化为一些其他形式的机构。
利用机构运动教具满足了教学要求，丰富了教学内容，培养了学生的动手能力，提高了教学效果。
参考文献
1 李文静.机械基础课直观教学的新尝试［j］.河北能源职业技术学院学报，2001（10）：81～82、84
2 杨慧芝.机械基础教学中用例的探究［j］.中国科教创新导刊，2008（28）：
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